Disector de imagen

Un disector de imágenes, también llamado tubo disector, es un tubo de cámara de vídeo en el que las emisiones de fotocátodo crean una "imagen electrónica" que luego se barre hacia arriba, hacia abajo y a través de un ánodo para producir una señal eléctrica que representa la imagen visual. Emplea campos magnéticos para mantener enfocada la imagen del electrón, y modelos posteriores utilizaron multiplicadores de electrones para captar los electrones. El término también se había utilizado para otros tipos de tubos de cámaras de vídeo anteriores. Los disectores se utilizaron sólo brevemente para investigaciones en sistemas de televisión antes de ser reemplazados por otros tubos mucho más sensibles basados en el fenómeno de almacenamiento de carga, como el iconoscopio durante la década de 1930. A pesar de que los tubos de cámara basados en la idea de la tecnología de disección de imágenes dejaron de utilizarse rápida y completamente en el campo de la radiodifusión televisiva, continuaron utilizándose para obtener imágenes en los primeros satélites meteorológicos y en el módulo de aterrizaje lunar, así como para el seguimiento de la actitud de las estrellas en el Transbordador espacial y la Estación Espacial Internacional.

Operación

Un disector de imágenes enfoca una imagen visual en una capa de material fotosensible, como el óxido de cesio, que emite "fotoelectrones" proporcional a la intensidad de la luz que incide sobre el material. Luego, placas deflectoras electrostáticas o campos magnéticos manipulan periódicamente la imagen de electrones resultante horizontal y verticalmente antes de un multiplicador de electrones, o una pequeña abertura que conduce a un detector cargado positivamente, o simplemente un ánodo, en el caso de los primeros tubos disectores. El multiplicador de electrones o apertura permite que sólo aquellos electrones que emanan de un área muy pequeña de la imagen electrónica representen un área igualmente pequeña de la imagen visual. La imagen completa se escanea varias veces por segundo para producir una señal eléctrica que representa una imagen visual en movimiento.

Los primeros tubos de las cámaras electrónicas (como el disector de imágenes) adolecían de un defecto fatal muy decepcionante: escaneaban al sujeto y lo que se veía en cada punto era sólo el pequeño trozo de luz visto en el instante en que el sistema de escaneo pasaba por encima. él.

Debido a que el disector no almacena carga, es útil para ver el interior de hornos y monitorear sistemas de soldadura, ya que no sufre el "flare" experiencia normal de los tubos de imagen al mirar luces intensas.

Historia

En abril de 1925, el profesor alemán Max Dieckmann y su alumno Rudolf Hell solicitaron una patente para un dispositivo llamado Lichtelektrische Bildzerlegerröhre für Fernseher (Tubo disector de imágenes fotoeléctrico para televisión) con el número de patente alemán: DE450187C. Se emitió una patente en octubre de 1927 y sus experimentos se anunciaron en las revistas Discovery y Popular Radio, distribuidas a nivel nacional en Estados Unidos, pero no lograron ponerlos en práctica. En 1951, Hell afirmó que había hecho un tubo pero no pudo hacerlo funcionar, ya que en ese momento no había conocimientos suficientes de óptica electrónica, la manipulación de un haz de electrones mediante campos eléctricos o magnéticos.

El pionero de la televisión estadounidense Philo T. Farnsworth inventó el primer dissector funcional de la imagen en 1927, presentando una solicitud de patente el 7 de enero de 1927. El 7 de septiembre de ese año, el dessector de la imagen transmitió con éxito su primera imagen, una línea recta simple, en el laboratorio de Farnsworth en 202 Green Street en San Francisco. Para el 3 de septiembre de 1928, Farnsworth había desarrollado el sistema suficientemente para realizar una demostración para la prensa, la primera demostración tan exitosa de un sistema de televisión totalmente electrónico.

En 1929, Farnsworth eliminó un motor generador del sistema, por lo que no tenía piezas mecánicas. Otros avances ese año incluyeron mejoras en la claridad de la imagen y un aumento en el número de líneas de resolución, de modo que superó la de los sistemas de televisión mecánicos. También en 1929, Farnsworth transmitió las primeras imágenes humanas vivas con su sistema, incluida una imagen de tres pulgadas y media de su esposa Elma ("Pem") con los ojos cerrados (posiblemente debido a la brillante iluminación requerida). ).

Dado que los electrones emitidos dentro de un disector de imágenes son recogidos por el multiplicador de electrones o ánodo sólo durante el breve tiempo que un área de la "imagen electrónica" está expuesto, la mayor parte de los electrones se pierde. Por tanto, los primeros disectores de imágenes eran muy ineficaces y se necesitaba una iluminación extremadamente brillante para poder utilizarlos de forma eficaz. Farnsworth abordó este problema con la invención de un "multiplicador de electrones" (que no debe confundirse con los multiplicadores de electrones contemporáneos), un dispositivo que aumentaba el número de electrones en un circuito generando "emisiones secundarias" de electrones de un par de superficies opuestas, amplificando así la señal eléctrica.

Farnsworth solicitó una patente para su "multiplicador de electrones" el 3 de marzo de 1930 y demostró su aplicación en 1931. Farnsworth continuó mejorando el dispositivo, que llegaría a llamarse "multipactor", de modo que, según se informa, podía amplificar una señal a la potencia 60 o mejor. y mostró una gran promesa en otros campos de la electrónica. Sin embargo, un problema importante con el multipactor fue que se desgastaba a un ritmo insatisfactoriamente rápido.

El 25 de agosto de 1934, Farnsworth realizó la primera demostración pública del mundo de un sistema de televisión completo y totalmente electrónico, que incluía su disector de imágenes, en el Instituto Franklin de Filadelfia, Pensilvania.

En abril de 1933, Farnsworth presentó una solicitud de patente titulada Image Dissector, pero que en realidad detallaba un tubo de cámara de tubo de rayos catódicos (CRT) de baja velocidad de electrones con almacenamiento de carga. Sus principios fueron desarrollados e implementados por RCA. Aunque RCA había pagado regalías en 1939, los costos legales asociados con la disputa de patentes de RCA, la presión de fabricación en tiempos de guerra, la patente de Farnsworth que expiraba solo ocho años después y su comprensible desilusión de que su compañía se disolviera poco después de la Segunda Guerra Mundial. El disector de imágenes, con sus numerosos obstáculos, sería rápidamente reemplazado durante la década de 1930 por el orticón de imágenes y los iconoscopios, hasta la década de 1980, cuando también serían reemplazados por sensores de imágenes de estado sólido.